改革元素符号教学的尝试.doc

改革元素符号教学的尝试已通过三审改革元素符号教学的尝试 程同森 （北京市十一学校 北京 100039）摘要 化学入门的关键在于建立“宏观微观符号”相互联系的思维方式，元素符号教学是形成这种思维方式的第一步。教学中注重建立宏观物体和微观原子的联系；通过元素符号的历史来认识元素符号对原子、元素的指代作用及简洁统一的特点；特别重视元素符号意义的教学，让学生充分认识元素符号中包含的化学观念。以上都是我们改革元素符号教学的一些尝试。关键词 元素符号教学 化学思维方式 化学观念教学1备课的分析和设计1.1教学内容分析在学生基本建立了“物质是由微粒构成”的观念后，本课题认识原子并用符号表示安排了三个方面的教学内容：（1）认识金属等物体是由原子构成的，建立不同原子的表象；（2）学会用元素符号表示原子；（3）领会元素符号的含义。这节课对整个初中化学的学习具有至关重要的作用。因为：元素符号是化学符号语言的最基本单元，它是化学的一个发明，具有简洁、规范、国际统一的特点。由元素符号开端，发展形成了初中化学的符号语言体系。因此这节课具有今后化学用语教学的模版作用。元素符号对宏观组成和微观原子具有双重指代作用，成为连接宏观和微观的桥梁。元素符号表达了人类的原子论认识成果，富含化学观念，理解元素符号的含义也就初步建立了“宏观微观符号”相互联系的思维方式，这正是化学入门的关键。1.2学生情况分析学生学习原子及元素符号，会遇到较大困难，一是由于原子的抽象性。虽然通过前面几节课的学习，学生已初步建立了“物质是由微粒构成”的微粒观，但对“哪些物质由原子构成”并不了解，更没有“看到宏观物体就能想象到构成它的原子”的认识习惯；二是元素符号的抽象性。元素符号既有宏观意义又有微观意义，比如“Fe”这个元素符号，既可指代一只铁钉又可指代一个铁原子还可指代补血营养液中的铁元素，至于所指的是这些含义中的哪一个，学生要根据当时的语境做出判断，思维需要在宏观和微观之间跳进跳出，这也是较困难的。通过符号搭建宏观和微观相互联系的桥梁，正是学生化学入门所要解决的难题。1.3教学现状分析有些教师认为，化学符号就是一种人为规定，只要告诉学生怎么写，记住、背过，多加练习就行了。我们认为符号具有指代作用，如果对它指代的对象不熟悉甚至一无所知，符号就是空洞的，对空洞符号的学习是没有意义的。学生记住有关符号含义的条文并不难，难的是形成这样一种思维方式：比如，当他看到“Au”这个元素符号时自然就会想到金光灿灿的金饰品、想到具有特定质量和半径的金原子。一些学生虽然通过了化学考试甚至成绩不错，却依旧把物质、原子、元素符号看成是互不联系的三类知识，认定了化学就是一个死记硬背的学科，以至于把化学称为第二外语，这正是以往化学教学的一种尴尬。如何让学生顺利建立“宏观微观符号”相联系的化学思想方法是元素符号等化学用语教学必须解决的核心任务。 1.4教学目标设计 （1）知道哪些物质是由原子构成的。看到实物，能写出组成原子的元素符号；看到元素符号能说出原子的名称。（2）说出元素符号的含义。（3）建立“宏观微观符号”相联系的化学思维方法，形成表象和联想的能力。（4）了解人类认识原子的历史，感受符号在化学发展中的作用。1.5教学过程设计：流程图教学过程 活动内容 哪些物质由原子构成？由原子构成的不同金属，密度为什么不同？想象原子放大10亿倍后会是什么样子？学生猜想，讨论，认识原子有大小、质量等的不同。如何表示1个原子？元素又是什么？元素符号除了表示一个原子还能表示什么？你能正确写出元素符号吗？说说你对原子的认识和如何表示原子？学生观察由原子构成的各种物质，尽量描述各种物质的性质，形成各种物质由原子构成的表象。学生观察不同物质的原子排列方式示意图，认识不同原子如何构成不同物质；观察不同原子模型，认识原子有大小的不同；动手画出不同原子的示意图，建立不同原子的表象。学生练习书写最常见的11个元素符号。 将不同物质结构模型拆开，把相同的原子归为一类，提出元素的概念同类原子的总称为元素。 学生观看元素符号演变的图片；阅读元素符号的产生、发展历史故事，认识化学符号的特点（规定性、简洁性、国际统一性）；元素符号的书写规则。学生尝试说出元素符号的三种含义及合理性：表示1个原子；表示1种元素；表示仅由这种元素的原子直接构成的物质。投影学习目标，让学生对照目标进行自我反思和评价，挑战记忆力比赛，巩固元素符号的书写。2教学实录 师在上节课布置的“先学作业”中，同学们提出了很多很好的问题。投影学生的问题（1）微粒分不分种类？微粒到底是怎样构成物质的？（2）微粒有各自的性质吗？（3）分子、原子是什么？它们有什么不一样？有大小之分吗？（4）为什么温度升高，微粒之间的间隔增大？ 师有些物质是由原子构成的，有些物质是由分子构成的，有些物质是由离子构成的。这些粒子通过相互作用构成物质。这些，在今天看来已经成为科学的常识，但原子、分子、离子由猜想到发现的历史，却有着非常激动人心的故事，老师希望同学们课下能够多多了解这些故事。板书一、构成物质的微粒有三种：分子、原子和离子今天我们先来学习哪些物质是由原子构成的以及如何表示原子。 学生活动一 认识原子 投影学生“先学作业”中填写的金属的用途。金属用途金珠宝首饰 、金箔、升值银餐具、物理仪器元件、银饰品铜电线、导线、门把手、青铜器铁炼钢、水桶、铁锅、冷兵器铝炊具、铝箔、门窗、飞机、车辆汞温度计 ( 表1 )生观察一组等体积的铜、铁、铝圆柱体（底面直径约2cm）。 师你们发现这些等体积的铜、铁、铝有什么不同？生颜色、手感、轻重不同，密度不同。形成不同金属的丰富感性认识师猜猜看，它们的密度为什么不同？生构成微粒的大小不同；间隔不同。师 还有其他猜想吗？生 构成它们的微粒质量不同投影铜、铝等“实物照片”对应的“原子堆积示意图” （图1 铜） （图2 铝）想象如果把这些金属体放大10亿倍，这些底面直径2cm的金属体会变成20000km直径的金属体，这时我们才会看到它们都是由一个个的原子排列组成的，这些原子的直径约为1-2cm，如同壹分或贰分硬币那么大。通过“猜测”“想象”，学生将宏观金属物体和原子微粒建立联系。在头脑中形成关于原子的表象。投影扫描隧道电镜下放大1亿倍的原子图像 图4铜表面的铁原子图像图3硅原子图像 师请阅读表2中“原子半径” 、“原子质量”通过数据形成原子更为清晰的表象名称镁铝锌铜铁碳氮氧氢磷硫原子半径（）1.601.43 1.33 1.28 1.26 0.77 0.75 0.74 0.37 1.10 1.02 原子质量（Kg）241.6610-27271.6610-27651.6610-27641.6610-27561.6610-27121.6610-27141.6610-27161.6610-2711.6610-27311.6610-27321.6610-27模型直径8.0cm6.5cm6.0cm3.6cm1.8cm5cm( 表2 )师原子这样小，人们是怎样测得原子的直径和质量的呢？这里面的故事也非常精彩，希望同学们课下读一读科学家认识原子的这些历史。师请同学们参照上表中的“模型直径”数据，在硬纸板上用圆规画出6个圆，用剪刀剪下，写上原子名称。检查学生制作的原子模型，提醒同学们想象这可是放大了约50亿倍的原子啊。通过动手操作，感受原子。投影 金属晶体原子排列图 （图5 体心立方） （图6 密排六方）展示金刚石、石墨的球棍模型（注意说明“棍”表示原子之间的相互作用）。以上均说明原子的排列方式不同，原子之间的间隔大小不同。小结 金属、金刚石、硅等，都是由原子直接构成的物质。不同的原子，构成了不同的物质。因构成金属的原子的体积、质量、间隔大小不同，因此不同的金属密度不同。板书 二、由原子构成的物质：铁、铜、锌、金刚石、硅等生 填写下表3中“构成微粒”一栏；读出各物质组成原子的名称。 物质构成微粒元素符号元素符号的含义镁（镁原子）（Mg）（1个镁原子；镁元素；金属镁）铝（铝原子）（Al）（1个铝原子；铝元素；金属铝）锌（锌原子）（Zn）（1个锌原子；锌元素；金属锌）铁（铁原子）（Fe）（1个铁原子；铁元素；金属铁）铜（铜原子）（Cu）（1个铜原子；铜元素；金属铜）金刚石（碳原子）（C）（1个碳原子；碳元素；金刚石）硅（硅原子）（Si）（1个硅原子；硅元素；硅）( 表 3 )通过实物的观察、联想、猜测、数据、动手的操作、模型、示意图等信息和活动，建立“宏观微观”的密切联系。以上用时约18分钟。学生活动二 如何表示原子师将金刚石模型和石墨模型分别拆下一些原子，这些原子都是相同的碳原子，属于同一类原子，我们把这一类原子称为碳元素。同理我们把不管来自何种物质的铁原子、铜原子分别称为铁元素、铜元素。同一类原子总称为元素。因为元素是同种原子的总称，表示原子的符号当然也可以表示元素。师如何表示1个原子呢？ 生 阅读以下信息：“在古希腊时人们就已经用符号来表示当时发现和使用的物质，随着炼金术的发展，炼金家也有了自己表示物质的符号；到了19世纪初，道尔顿用圆圈配以不同的图案和字母来表示各种原子” 投影元素符号的演变史1 2 （图7 希腊化学符号） （图8 炼金家的符号） （图9 道尔顿的元素符号）师你们看到这些符号，有什么感受？生太麻烦、繁琐、不好记，混乱师怎样解决符号的繁琐，难记又因为不统一造成的混乱？ 1818年瑞典化学家贝采利乌斯提出用元素拉丁文开头字母作为元素符号的建议。投影（1）国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示，如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别。（2）元素符号的书写规则：由一个字母表示的元素符号要大写；由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母小写。 生观看flash：贝采利乌斯的“表示元素的符号”。尝试说出书写元素符号的规则。 投影 表4 元素的名称和符号中文名称拉丁文元素符号碳CarboniunC铜CuprumCu金AurumAu钠NatriumNa钾KoliumK铁FerrumFe ( 表4 ) 板书三、元素符号的书写规则： “一大二小” 投影四线格的规范书写，让学生模仿写在表3中“元素符号”一栏。学习竞赛：看谁能在4分钟内记下11个元素符号。让一学生去黑板板演。矫正书写不规范的地方。在制作的各种原子模型在背面写上元素符号。镁铝锌铁铜碳氮氧氢磷硫AlNCPOCuSHMgZnFe( 表5 )甲同学拿原子模型正面，让乙同学猜背面的符号，然后两人换过来猜。看谁猜对的多。记下猜对的数目。通过以上活动让学生感受元素符号的人为规定性、简洁、规范、国际统一等特点，并练习书写元素符号。以上用时约12分钟。学生活动三 领会元素符号的意义 师符号是为了表达和交流的需要，你认为元素符号表达了哪些含义？比如，元素符号 C可以表示什么？3C表示什么？为什么可以表示这些含义？生尝试说出“C”表示1个碳原子，碳元素，金刚石这种物质，“3C”表示3个碳原子及表示这些涵义的合理性。学生按座位挨次说出“Cu”“Zn”等元素符号的含义，随后填写表52中“元素符号的含义”一栏。矫正“1个元素”的说法。从个别到一般，让学生尝试归纳元素符号的意义。板书四、元素符号的意义：表示1个原子；表示1种元素；表示由该原子直接构成的物质。活动挑战记忆力比赛。 通过该活动，反思本节课的学习内容和学习方法，建立“宏观微观符号”三者相互联系的思维方式。小结让学生说说这节课学习了什么，是怎样学习的。布置作业元素名称： 元素符号： 相对原子质量： 由该元素组成的物质颜色 状态 用途 巩固性作业：由该元素组成物质的照片或你的绘画。1、把家中的金属制品贴上它们的符号。可参阅课本后的元素周期表。2、用硬纸片或废扑克牌制作镁、铝、锌、铜、铁、碳元素符号卡片（见右边的样例）。3、请写出下列元素符号所表示的意义Cu表示 2 Mg 表示 3Al表示 （图14）下节课的先学作业（略）宣布下课。3教学反思与分析评价（1）这节课首先强化了原子与原子构成的实物二者的联系。物质由原子构成，原子可以被观察，是具有一定质量、大小的微观粒子，在学生心中就成为一种思维中的真实。（2）怎样表示原子、元素或由原子直接构成的物质？通过前人解决这个问题的历史，学生会体会到元素符号的人为规定性，简洁、规范、国际统一的特点。（3）除了掌握元素符号的书写技能之外，更重要的是重视元素符